Gasificacion de biomasa

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TÉRMICA Y DE FLUIDOS ÁREA DE INGENIERÍA TÉRMICA

INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA

ESTUDIO HIDRODINÁMICO DE UN LECHO FLUIDIZADO

AUTOR: VÍCTOR MANUEL BARREIRA MORENO TUTORA: CELIA SOBRINO FERNÁNDEZ ABRIL 2007

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ÍNDICE

NOMENCLATURA 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Objetivo del estudio1.2. Alcance del estudio 1.3. Estructura de la memoria 2. CONCEPTOS DE FLUIDIZACIÓN 2.1. El fenómeno de fluidización 2.2. Comportamiento fluido de un lecho fluidizado 2.3. Calidad de fluidización 2.4. Propiedades de las partículas de fluidización 2.5. Clasificación de las partículas de fluidización 2.6. Formación de burbujas durante la fluidización 2.7. Ventajas y desventajas de aplicación de loslechos fluidizados 2.8. Aplicaciones industriales de la fluidización 2.8.1. Operaciones físicas 2.8.1.1. Intercambio de calor 2.8.1.2. Recubrimiento de objetos metálicos 2.8.1.3. Adsorción 2.8.1.4. Secado de sólidos 2.8.2. Reacciones de síntesis 2.8.3. Craqueo de hidrocarburos 2.8.3.1. Craqueo catalítico fluido 2.8.3.2. Craqueo térmico 2.8.4. Combustión 2.8.4.1. Combustión de carbón 2.8.4.2.Incineración de residuos sólidos 2.8.5. Gasificación 2.8.5.1. Gasificación de carbón 2.8.5.2. Gasificación de residuos sólidos 2.8.6. Activación de carbón

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2.8.7. Calcinación 2.8.8. Reacciones con sólidos 2.8.9. Biofluidización 3. MÉTODOS DECARACTERIZACIÓN HIDRODINÁMICA 3.1. Fundamentos hidrodinámicos de la fluidización 3.2. Cálculo teórico de la velocidad de mínima fluidización 3.3. Cálculo experimental de la velocidad de mínima fluidización a partir de la pérdida de carga en el lecho 3.4. Cálculo experimental de la velocidad de mínima fluidización a partir de las fluctuaciones de presión en el lecho 4. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN 4.1.Descripción del lecho 4.2. Descripción de las partículas de fluidización 4.3. Descripción de los sensores y transductores de presión 4.3.1. Consideraciones generales sobre transductores de presión 4.3.2. Transductores de presión empleados 4.4. Descripción del sistema de adquisición de datos 4.4.1. Consideraciones generales sobre tarjetas de adquisición de datos 4.4.2. Tarjeta de adquisición de datosempleada 4.4.3. Configuración del sistema de adquisición de datos 5. MEDIDAS Y CÁLCULOS 5.1. Características de las medidas 5.2. La adquisición de los datos 5.2.1. Estructura del programa de adquisición de datos 5.2.2. Implementación del programa de adquisición de datos 5.3. Aplicación de los métodos de cálculo experimentales 5.4. Aplicación del método de cálculo teórico 6. RESULTADOS 6.1. Tamañode la muestra 6.2. Pérdida de carga en el distribuidor 6.3. Aparición de slugging
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6.4. Velocidad de mínima fluidización 6.4.1. Influencia de la posición del sensor sobre la velocidad de mínima fluidización 6.4.2. Influencia de las propiedades delas partículas sobre la velocidad de mínima fluidización 6.4.3. Influencia de la altura de lecho fijo sobre la velocidad de mínima fluidización 7. CONCLUSIONES 7.1. Cálculo experimental de la velocidad de mínima fluidización 7.2. Influencia de la posición axial del sensor 7.3. Influencia de las propiedades de las partículas 7.4. Influencia de la altura de lecho fijo 7.5. Estudios posteriores79 80 83 85

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ANEXOS

A. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN A.1. Planos de la estructura del lecho A.2. Tamaño de las partículas A.3. Densidad de las partículas B. MEDIDAS Y CÁLCULOS B.1. Aplicación de los métodos de cálculo experimentales B.2. Aplicación del método de cálculo teórico C. RESULTADOS: VELOCIDAD DE MÍNIMA FLUIDIZACIÓN C.1. Partículas de arena, L = 0.150 m (L/D =...